概述

Redis作為緩存的高效中間件，在我們?nèi)粘５拈_發(fā)中被頻繁的使用，今天就來說一說Redis的四種模式，分別是「單機版、主從復(fù)制、哨兵、以及集群模式」。

可能，在一般公司的程序員使用單機版基本都能解決問題，在Redis的官網(wǎng)給出的數(shù)據(jù)是10W QPS，這對于應(yīng)付一般的公司綽綽有余了，再不行就來個主從模式，實現(xiàn)讀寫分離，性能又大大提高。

但是，我們作為有抱負的程序員，僅限于單機版和主從模式的crud是不行的，至少也要了解「哨兵」和「集群模式」的原理，這樣面試的時候才能和面試官扯皮啊。

之前對于Redis方面也是寫了比較多的文章，如：「Redis的基本數(shù)據(jù)類型和底層的實現(xiàn)原理、事務(wù)、持久化、分布式鎖、訂閱預(yù)發(fā)布」等，可以說是比較全面的教程了，這篇講完基本就全了，我會把文章系統(tǒng)的整理成pdf，分享給大家。

先來個整理的Redis大綱，可能還有不完整的地方，若是有不完整的，可以在留言區(qū)補充，我后續(xù)會加進去。

單機

單機版的Redis就比較簡單了，基本90%的程序員都是用過，官網(wǎng)推薦操作Redis的第三方依賴庫是Jedis，在SpringBoot項目中，引入下面依賴就可以直接使用了：

redis.clients jedis ${jedis.version}

優(yōu)點

單機版的Redis也有很多優(yōu)點，比如實現(xiàn)實現(xiàn)簡單、維護簡單、部署簡單、維護成本非常低，不需要其它額外的開支。

缺點

但是，因為是單機版的Redis所以也存在很多的問題，比如最明顯的單點故障問題，一個Redis掛了，所有的請求就會直接打在了DB上。

并且一個Redis抗并發(fā)數(shù)量也是有限的，同時要兼顧讀寫兩種請求，只要訪問量一上來，Redis就受不了了，另一方面單機版的Redis數(shù)據(jù)量存儲也是有限的，數(shù)據(jù)量一大，再重啟Redis的時候，就會非常的慢，所以局限性也是比較大的。

實操搭建

單機版的搭建教程，在網(wǎng)上有非常多的全面的教程，基本就是傻瓜式操作，特別是在本地搭建的話，基本使用yum快捷方便，幾句命令就搞定了，這里推薦一個搭建教程：https://www.cnblogs.com/zuidongfeng/p/8032505.html。

上面這個教程講的非常的詳細，環(huán)境的搭建本來是運維的工作，但是作為程序員嘗試自己去搭建環(huán)境還是有必要的，而且搭建環(huán)境這種東西，基本就是一勞永逸，搭建一次，可能下次換電腦或者重裝虛擬機才會再次搭建。

這里也放出redis常用的redis.conf的配置項，并且附帶注釋，看我是不是很暖男：

daemonizeyes//設(shè)置后臺啟動，一般設(shè)置yes pidfile/var/run/redis.pid//edis以守護進程方式運行時,

redis默認會把pid寫入/var/run/redis.pid文件 port6379//默認端口為6379 bind127.0.0.1 //主機地址，

設(shè)置0.0.0.0表示都可以訪問。127.0.0.1表示只允許本機訪問 timeout900//客戶端閑置多長時間后關(guān)閉連接，

如果指定為0，表示關(guān)閉該功能 logfilestdout//日志記錄方式，

默認為標(biāo)準輸出 logfile"./redis7001.log"#指明日志文件名 databases16//設(shè)置數(shù)據(jù)庫的數(shù)量，

默認數(shù)據(jù)庫為0 save//有多少次更新操作，就將數(shù)據(jù)同步到數(shù)據(jù)文件

Redis默認配置文件中提供了三個條件： save9001//900秒（15分鐘）內(nèi)有1個更改 save30010//300秒（5分鐘）內(nèi)

有10個更改 save6010000//60秒內(nèi)有10000個更改 rdbcompressionyes//指定存儲至本地數(shù)據(jù)庫時是否壓縮數(shù)據(jù) dbfilenamedump.rdb//指定本地數(shù)據(jù)庫文件名 dir.///指定本地數(shù)據(jù)庫存放目錄 slaveof//主從同步設(shè)置，

設(shè)置主數(shù)據(jù)庫的ip和端口 #如果非零，則設(shè)置SO_KEEPALIVE選項來向空閑連接的客戶端發(fā)送ACK tcp-keepalive60 #默認如果開啟RDB快照(至少一條save指令)并且最新的后臺保存失敗，

Redis將會停止接受寫操作 #這將使用戶知道數(shù)據(jù)沒有正確的持久化到硬盤，

否則可能沒人注意到并且造成一些災(zāi)難 stop-writes-on-bgsave-erroryes #默認如果開啟RDB快照(至少一條save指令)并且最新的后臺保存失敗，

Redis將會停止接受寫操作。 stop-writes-on-bgsave-erroryes #當(dāng)導(dǎo)出到.rdb數(shù)據(jù)庫時是否用LZF壓縮字符串對象 rdbcompressionyes #版本5的RDB有一個CRC64算法的校驗和放在了文件的最后。

這將使文件格式更加可靠。 rdbchecksumyes #持久化數(shù)據(jù)庫的文件名 dbfilenamedump-master.rdb #工作目錄 dir/usr/local/redis-4.0.8/redis_master/ #slav服務(wù)連接master的密碼 masterauthtestmaster123 #當(dāng)一個slave失去和master的連接，

或者同步正在進行中，slave的行為可以有兩種： #1)如果 slave-serve-stale-data 設(shè)置為"yes"(默認值)，slave會繼續(xù)響應(yīng)客戶端請求，

可能是正常數(shù)據(jù)，或者是過時了的數(shù)據(jù)，也可能是還沒獲得值的空數(shù)據(jù)。 #2)如果slave-serve-stale-data設(shè)置為"no"，slave會回復(fù)"正在從master同步 #（SYNC with master in progress）"來處理各種請求，

除了 INFO 和 SLAVEOF 命令。 slave-serve-stale-datayes #配置是否僅讀 slave-read-onlyyes #如果你選擇“yes”Redis將使用更少的TCP包和帶寬來向slaves發(fā)送數(shù)據(jù)。

但是這將使數(shù)據(jù)傳輸?shù)絪lave上有延遲，Linux內(nèi)核的默認配置會達到40毫秒 #如果你選擇了"no"數(shù)據(jù)傳輸?shù)絪alve的延遲將會減少但要使用更多的帶寬 repl-disable-tcp-nodelayno #slave的優(yōu)先級，

優(yōu)先級數(shù)字小的salve會優(yōu)先考慮提升為master slave-priority100 #密碼驗證 requirepasstestmaster123 # redis實例最大占用內(nèi)存，

一旦內(nèi)存使用達到上限，Redis會根據(jù)選定的回收策略（參見： #maxmemmory-policy）刪除key maxmemory3gb #最大內(nèi)存策略：如果達到內(nèi)存限制了，Redis如何選擇刪除key。

# volatile-lru ->根據(jù)LRU算法刪除帶有過期時間的key。 # allkeys-lru ->根據(jù)LRU算法刪除任何key。 # volatile-random ->根據(jù)過期設(shè)置來隨機刪除key, 具備過期時間的key。

# allkeys->random ->無差別隨機刪, 任何一個key。 #volatile-ttl->根據(jù)最近過期時間來刪除（輔以TTL）,這是對于有過期時間的key # noeviction ->誰也不刪，直接在寫操作時返回錯誤。

maxmemory-policyvolatile-lru #AOF開啟 appendonlyno #aof文件名 appendfilename"appendonly.aof" # fsync()系統(tǒng)調(diào)用告訴操作系統(tǒng)把數(shù)據(jù)寫到磁盤上，而不是等更多的數(shù)據(jù)進入輸出緩沖區(qū)。

#有些操作系統(tǒng)會真的把數(shù)據(jù)馬上刷到磁盤上；有些則會盡快去嘗試這么做。 # Redis支持三種不同的模式： # no：不要立刻刷，只有在操作系統(tǒng)需要刷的時候再刷。比較快。 # always：每次寫操作都立刻寫入到aof文件。

慢，但是最安全。 # everysec：每秒寫一次。折中方案。 appendfsynceverysec #如果AOF的同步策略設(shè)置成"always"或者"everysec"，并且后臺的存儲進程（后臺存儲或?qū)懭階OF #日志）會產(chǎn)生很多磁盤I/O開銷。

某些Linux的配置下會使Redis因為 fsync()系統(tǒng)調(diào)用而阻塞很久。 #注意，目前對這個情況還沒有完美修正，甚至不同線程的 fsync()會阻塞我們同步的write(2)調(diào)用。 #為了緩解這個問題，可以用下面這個選項。

它可以在 BGSAVE 或 BGREWRITEAOF 處理時阻止主進程進行fsync()。 #這就意味著如果有子進程在進行保存操作，那么Redis就處于"不可同步"的狀態(tài)。 #這實際上是說，在最差的情況下可能會丟掉30秒鐘的日志數(shù)據(jù)。

（默認Linux設(shè)定） #如果你有延時問題把這個設(shè)置成"yes"，否則就保持"no"，這是保存持久數(shù)據(jù)的最安全的方式。

no-appendfsync-on-rewriteyes #自動重寫AOF文件 auto-aof-rewrite-percentage100 auto-aof-rewrite-min-size64mb #AOF文件可能在尾部是不完整的（這跟system關(guān)閉有問題，尤其是mountext4文件系統(tǒng)時 #沒有加上data=ordered選項。

只會發(fā)生在os死時，redis自己死不會不完整）。 #那redis重啟時load進內(nèi)存的時候就有問題了。

#發(fā)生的時候，可以選擇redis啟動報錯，并且通知用戶和寫日志，或者load盡量多正常的數(shù)據(jù)。 #如果aof-load-truncated是yes，會自動發(fā)布一個log給客戶端然后load（默認）。

#如果是no，用戶必須手動redis-check-aof修復(fù)AOF文件才可以。 #注意，如果在讀取的過程中，發(fā)現(xiàn)這個aof是損壞的，服務(wù)器也是會退出的， #這個選項僅僅用于當(dāng)服務(wù)器嘗試讀取更多的數(shù)據(jù)但又找不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)時。

aof-load-truncatedyes #Lua腳本的最大執(zhí)行時間，毫秒為單位 lua-time-limit5000 #Redis慢查詢?nèi)罩究梢杂涗洺^指定時間的查詢 slowlog-log-slower-than10000 #這個長度沒有限制。只是要主要會消耗內(nèi)存。

你可以通過 SLOWLOG RESET 來回收內(nèi)存。 slowlog-max-len128 #客戶端的輸出緩沖區(qū)的限制，

可用于強制斷開那些因為某種原因從服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)的速度不夠快的客戶端 client-output-buffer-limitnormal000 client-output-buffer-limitslave256mb64mb60 client-output-buffer-limitpubsub32mb8mb60 #當(dāng)一個子進程重寫AOF文件時，

文件每生成32M數(shù)據(jù)會被同步 aof-rewrite-incremental-fsyncyes

由于，單機版的Redis在并發(fā)量比較大的時候，并且需要較高性能和可靠性的時候，單機版基本就不適合了，于是就出現(xiàn)了「主從模式」。

主從模式

原理

主從的原理還算是比較簡單的，一主多從，「主數(shù)據(jù)庫（master）可以讀也可以寫（read/write），從數(shù)據(jù)庫僅讀（only read）」。

但是，主從模式一般實現(xiàn)「讀寫分離」，「主數(shù)據(jù)庫僅寫（only write）」，減輕主數(shù)據(jù)庫的壓力，下面一張圖搞懂主從模式的原理：

主從模式原理就是那么簡單，那他執(zhí)行的過程（工作機制）又是怎么樣的呢？再來一張圖：

當(dāng)開啟主從模式的時候，他的具體工作機制如下：

當(dāng)slave啟動后會向master發(fā)送SYNC命令，master節(jié)點收到從數(shù)據(jù)庫的命令后通過bgsave保存快照（「RDB持久化」），并且期間的執(zhí)行的些命令會被緩存起來。

然后master會將保存的快照發(fā)送給slave，并且繼續(xù)緩存期間的寫命令。

slave收到主數(shù)據(jù)庫發(fā)送過來的快照就會加載到自己的數(shù)據(jù)庫中。

最后master講緩存的命令同步給slave，slave收到命令后執(zhí)行一遍，這樣master與slave數(shù)據(jù)就保持一致了。

優(yōu)點

之所以運用主從，是因為主從一定程度上解決了單機版并發(fā)量大，導(dǎo)致請求延遲或者redis宕機服務(wù)停止的問題。

從數(shù)據(jù)庫分擔(dān)主數(shù)據(jù)庫的讀壓力，若是主數(shù)據(jù)庫是只寫模式，那么實現(xiàn)讀寫分離，主數(shù)據(jù)庫就沒有了讀壓力了。

另一方面解決了單機版單點故障的問題，若是主數(shù)據(jù)庫掛了，那么從數(shù)據(jù)庫可以隨時頂上來，綜上來說，主從模式一定程度上提高了系統(tǒng)的可用性和性能，是實現(xiàn)哨兵和集群的基礎(chǔ)。

主從同步以異步方式進行同步，期間Redis仍然可以響應(yīng)客戶端提交的查詢和更新的請求。

缺點

主從模式好是好，他也有自己的缺點，比如數(shù)據(jù)的一致性問題，假如主數(shù)據(jù)庫寫操作完成，那么他的數(shù)據(jù)會被復(fù)制到從數(shù)據(jù)庫，若是還沒有即使復(fù)制到從數(shù)據(jù)庫，讀請求又來了，此時讀取的數(shù)據(jù)就不是最新的數(shù)據(jù)。

若是從主同步的過程網(wǎng)絡(luò)出故障了，導(dǎo)致主從同步失敗，也會出現(xiàn)問題數(shù)據(jù)一致性的問題。

主從模式不具備自動容錯和恢復(fù)的功能，一旦主數(shù)據(jù)庫，從節(jié)點晉升為主數(shù)據(jù)庫的過程需要人為操作，維護的成本就會升高，并且主節(jié)點的寫能力、存儲能力都會受到限制。

實操搭建

下面的我們來實操搭建一下主從模式，主從模式的搭建還是比較簡單的，我這里一臺centos 7虛擬機，使用開啟redis多實例的方法搭建主從。

redis中開啟多實例的方法，首先創(chuàng)建一個文件夾，用于存放redis集群的配置文件：

mkdirredis

然后粘貼復(fù)制redis.conf配置文件：

cp/root/redis-4.0.6/redis.conf/root/redis/redis-6379.conf cp/root/redis-4.0.6/redis.conf/root/redis/redis-6380.conf cp/root/redis-4.0.6/redis.conf/root/redis/redis-6381.conf

復(fù)制三份配置文件，一主兩從，6379端口作為主數(shù)據(jù)庫（master），6380、6381作為從數(shù)據(jù)庫（slave）。

首先是配置主數(shù)據(jù)庫的配置文件：vi redis-6379.conf：

bind0.0.0.0#注釋掉或配置成0.0.0.0表示任意IP均可訪問。 protected-modeno#關(guān)閉保護模式，使用密碼訪問。

port6379#設(shè)置端口，6380、6381依次為6380、6381。 timeout30#客戶端連接空閑多久后斷開連接，單位秒，0表示禁用 daemonizeyes#在后臺運行 pidfile/var/run/redis_6379.pid#pid進程文件名，

6380、6381依次為redis_6380.pid、redis_6381.pid logfile/root/reids/log/6379.log#日志文件，

6380、6381依次為6380.log、6381.log save9001# 900s內(nèi)至少一次寫操作則執(zhí)行bgsave進行RDB持久化 save30010 save6010000 rdbcompressionyes#是否對RDB文件進行壓縮，

建議設(shè)置為no，以（磁盤）空間換（CPU）時間 dbfilenamedump.rdb#RDB文件名稱 dir/root/redis/datas#RDB文件保存路徑，

AOF文件也保存在這里 appendonlyyes#表示使用AOF增量持久化的方式 appendfsynceverysec#可選值always，everysec，no，建議設(shè)置為everysec requirepass123456#設(shè)置密碼

然后，就是修改從數(shù)據(jù)庫的配置文件，在從數(shù)據(jù)庫的配置文件中加入以下的配置信息：

slaveof127.0.0.16379#配置master的ip，port masterauth123456#配置訪問master的密碼 slaveof-serve-stale-datano

接下來就是啟動三個redis實例，啟動的命令，先cd到redis的src目錄下，然后執(zhí)行：

./redis-server/root/redis/6379.conf ./redis-server/root/redis/6380.conf ./redis-server/root/redis/6381.conf

通過命令ps -aux | grep redis，查看啟動的redis進程：

如上圖所示，表示啟動成功，下面就開始進入測試階段。

測試

我這里使用SecureCRT作為redis連接的客戶端，同時啟動三個SecureCRT，分別連接redis1的三個實例，啟動時指定端口以及密碼：

./redis-cli-p6379-a123456

啟動后，在master（6379），輸入：set name 'ldc'，在slave中通過get name，可以查看：

數(shù)據(jù)同步成功，這有幾個坑一個是redis.conf中沒有設(shè)置對bind，會導(dǎo)致非本機的ip被過濾掉，一般配置0.0.0.0就可以了。

另一個是沒有配置密碼requirepass 123456，會導(dǎo)致IO一直連接異常，這個是我遇到的坑，后面配置密碼后就成功了。

還有，就是查看redis的啟動日志可以發(fā)現(xiàn)有兩個warning，雖然不影響搭建主從同步，看著挺煩人的，但是有些人會遇到，有些人不會遇到。

但是，我這個人比較有強迫癥，百度也是有解決方案的，這里就不講了，交給你們自己解決，這里只是告訴你有這個問題，有些人看都不看日志的，看到啟動成功就認為萬事大吉了，也不看日志，這習(xí)慣并不好。

哨兵模式

原理

哨兵模式是主從的升級版，因為主從的出現(xiàn)故障后，不會自動恢復(fù)，需要人為干預(yù)，這就很蛋疼啊。

在主從的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)哨兵模式就是為了監(jiān)控主從的運行狀況，對主從的健壯進行監(jiān)控，就好像哨兵一樣，只要有異常就發(fā)出警告，對異常狀況進行處理。

所以，總的概括來說，哨兵模式有以下的優(yōu)點（功能點）：

「監(jiān)控」：監(jiān)控master和slave是否正常運行，以及哨兵之間也會相互監(jiān)控

「自動故障恢復(fù)」：當(dāng)master出現(xiàn)故障的時候，會自動選舉一個slave作為master頂上去。

哨兵模式的監(jiān)控配置信息，是通過配置從數(shù)據(jù)庫的sentinel monitor 來指定的，比如：

//mymaster表示給master數(shù)據(jù)庫定義了一個名字，后面的是master的ip和端口，1表示至少需要一個Sentinel進程同意才能將master判斷為失效，如果不滿足這個條件，則自動故障轉(zhuǎn)移（failover）不會執(zhí)行 sentinelmonitormymaster127.0.0.163791

節(jié)點通信

當(dāng)然還有其它的配置信息，其它配置信息，在環(huán)境搭建的時候再說。當(dāng)哨兵啟動后，會與master建立一條連接，用于訂閱master的_sentinel_:hello頻道。

該頻道用于獲取監(jiān)控該master的其它哨兵的信息。并且還會建立一條定時向master發(fā)送INFO命令獲取master信息的連接。

「當(dāng)哨兵與master建立連接后，定期會向（10秒一次）master和slave發(fā)送INFO命令，若是master被標(biāo)記為主觀下線，頻率就會變?yōu)?秒一次。」

并且，定期向_sentinel_:hello頻道發(fā)送自己的信息，以便其它的哨兵能夠訂閱獲取自己的信息，發(fā)送的內(nèi)容包含「哨兵的ip和端口、運行id、配置版本、master名字、master的ip端口還有master的配置版本」等信息。

以及，「定期的向master、slave和其它哨兵發(fā)送PING命令（每秒一次），以便檢測對象是否存活」，若是對方接收到了PING命令，無故障情況下，會回復(fù)PONG命令。

所以，哨兵通過建立這兩條連接、通過定期發(fā)送INFO、PING命令來實現(xiàn)哨兵與哨兵、哨兵與master之間的通信。

這里涉及到一些概念需要理解，INFO、PING、PONG等命令，后面還會有MEET、FAIL命令，以及主觀下線，當(dāng)然還會有客觀下線，這里主要說一下這幾個概念的理解：

INFO：該命令可以獲取主從數(shù)據(jù)庫的最新信息，可以實現(xiàn)新結(jié)點的發(fā)現(xiàn)

PING：該命令被使用最頻繁，該命令封裝了自身節(jié)點和其它節(jié)點的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

PONG：當(dāng)節(jié)點收到MEET和PING，會回復(fù)PONG命令，也把自己的狀態(tài)發(fā)送給對方。

MEET：該命令在新結(jié)點加入集群的時候，會向老節(jié)點發(fā)送該命令，表示自己是個新人

FAIL：當(dāng)節(jié)點下線，會向集群中廣播該消息。

上線和下線

當(dāng)哨兵與master相同之后就會定期一直保持聯(lián)系，若是某一時刻哨兵發(fā)送的PING在指定時間內(nèi)沒有收到回復(fù)（sentinel down-after-milliseconds master-name milliseconds配置），那么發(fā)送PING命令的哨兵就會認為該master「主觀下線」（Subjectively Down）。

因為有可能是哨兵與該master之間的網(wǎng)絡(luò)問題造成的，而不是master本身的原因，所以哨兵同時會詢問其它的哨兵是否也認為該master下線，若是認為該節(jié)點下線的哨兵達到一定的數(shù)量（「前面的quorum字段配置」），就會認為該節(jié)點「客觀下線」（Objectively Down）。

若是沒有足夠數(shù)量的sentinel同意該master下線，則該master客觀下線的標(biāo)識會被移除；若是master重新向哨兵的PING命令回復(fù)了客觀下線的標(biāo)識也會被移除。

選舉算法

當(dāng)master被認為客觀下線后，又是怎么進行故障恢復(fù)的呢？原來哨兵中首先選舉出一個老大哨兵來進行故障恢復(fù)，選舉老大哨兵的算法叫做「Raft算法」：

發(fā)現(xiàn)master下線的哨兵（sentinelA）會向其它的哨兵發(fā)送命令進行拉票，要求選擇自己為哨兵大佬。

若是目標(biāo)哨兵沒有選擇其它的哨兵，就會選擇該哨兵（sentinelA）為大佬。

若是選擇sentinelA的哨兵超過半數(shù)（半數(shù)原則），該大佬非sentinelA莫屬。

如果有多個哨兵同時競選，并且可能存在票數(shù)一致的情況，就會等待下次的一個隨機時間再次發(fā)起競選請求，進行新的一輪投票，直到大佬被選出來。

選出大佬哨兵后，大佬哨兵就會對故障進行自動回復(fù)，從slave中選出一名slave作為主數(shù)據(jù)庫，選舉的規(guī)則如下所示：

所有的slave中slave-priority優(yōu)先級最高的會被選中。

若是優(yōu)先級相同，會選擇偏移量最大的，因為偏移量記錄著數(shù)據(jù)的復(fù)制的增量，越大表示數(shù)據(jù)越完整。

若是以上兩者都相同，選擇ID最小的。

通過以上的層層篩選最終實現(xiàn)故障恢復(fù)，當(dāng)選的slave晉升為master，其它的slave會向新的master復(fù)制數(shù)據(jù)，若是down掉的master重新上線，會被當(dāng)作slave角色運行。

優(yōu)點

哨兵模式是主從模式的升級版，所以在系統(tǒng)層面提高了系統(tǒng)的可用性和性能、穩(wěn)定性。當(dāng)master宕機的時候，能夠自動進行故障恢復(fù)，需不要人為的干預(yù)。

哨兵與哨兵之間、哨兵與master之間能夠進行及時的監(jiān)控，心跳檢測，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問題，這都是彌補了主從的缺點。

缺點

哨兵一主多從的模式同樣也會遇到寫的瓶頸，已經(jīng)存儲瓶頸，若是master宕機了，故障恢復(fù)的時間比較長，寫的業(yè)務(wù)就會受到影響。

增加了哨兵也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，需要同時維護哨兵模式。

實操搭建

最后，我們進行一下哨兵模式的搭建，配置哨兵模式還是比較簡單的，在上面配置的主從模式的基礎(chǔ)上，同時創(chuàng)建一個文件夾用于存放三個哨兵的配置文件：

mkdir/root/redis-4.0.6/sentinel.conf/root/redis/sentinel/sentinel1.conf mkdir/root/redis-4.0.6/sentinel.conf/root/redis/sentinel/sentinel2.conf mkdir/root/redis-4.0.6/sentinel.conf/root/redis/sentinel/sentinel3.conf

分別在這三個文件中添加如下配置：

daemonizeyes#在后臺運行 sentinelmonitormymaster127.0.0.163791#給master起一個名字mymaster，并且配置master的ip和端口 sentinelauth-passmymaster123456#master的密碼 port26379#另外兩個配置36379,46379端口 sentineldown-after-millisecondsmymaster3000#3s未回復(fù)PING就認為master主觀下線 sentinelparallel-syncsmymaster2#執(zhí)行故障轉(zhuǎn)移時，最多可以有2個slave實例在同步新的master實例 sentinelfailover-timeoutmymaster100000#如果在10s內(nèi)未能完成故障轉(zhuǎn)移操作認為故障轉(zhuǎn)移失敗

配置完后分別啟動三臺哨兵：

./redis-serversentinel1.conf--sentinel ./redis-serversentinel2.conf--sentinel ./redis-serversentinel3.conf--sentinel

然后通過：ps -aux|grep redis進行查看：

可以看到三臺redis實例以及三個哨兵都已經(jīng)正常啟動，現(xiàn)登陸6379，通過INFO Repliaction查看master信息：

當(dāng)前master為6379，然后我們來測試一下哨兵的自動故障恢復(fù)，直接kill掉6379進程，然后通過登陸6380再次查看master的信息：

可以看到當(dāng)前的6380角色是master，并且6380可讀可寫，而不是只讀模式，這說明我們的哨兵是起作用了，搭建成功，感興趣的可以自行搭建，也有可能你會踩一堆的坑。

Cluster模式

最后，Cluster是真正的集群模式了，哨兵解決和主從不能自動故障恢復(fù)的問題，但是同時也存在難以擴容以及單機存儲、讀寫能力受限的問題，并且集群之前都是一臺redis都是全量的數(shù)據(jù)，這樣所有的redis都冗余一份，就會大大消耗內(nèi)存空間。

集群模式實現(xiàn)了Redis數(shù)據(jù)的分布式存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分片，每個redis節(jié)點存儲不同的內(nèi)容，并且解決了在線的節(jié)點收縮（下線）和擴容（上線）問題。

集群模式真正意義上實現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用和高性能，但是集群同時進一步使系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，接下來我們來詳細的了解集群的運作原理。

數(shù)據(jù)分區(qū)原理

集群的原理圖還是很好理解的，在Redis集群中采用的是虛擬槽分區(qū)算法，會把redis集群分成16384 個槽（0 -16383）。

比如：下圖所示三個master，會把0 -16383范圍的槽可能分成三部分（0-5000）、（5001-11000）、（11001-16383）分別數(shù)據(jù)三個緩存節(jié)點的槽范圍。

當(dāng)客戶端請求過來，會首先通過對key進行CRC16 校驗并對 16384 取模（CRC16(key)%16383）計算出key所在的槽，然后再到對應(yīng)的槽上進行取數(shù)據(jù)或者存數(shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的訪問更新。

之所以進行分槽存儲，是將一整堆的數(shù)據(jù)進行分片，防止單臺的redis數(shù)據(jù)量過大，影響性能的問題。

節(jié)點通信

節(jié)點之間實現(xiàn)了將數(shù)據(jù)進行分片存儲，那么節(jié)點之間又是怎么通信的呢？這個和前面哨兵模式講的命令基本一樣。

首先新上線的節(jié)點，會通過 Gossip 協(xié)議向老成員發(fā)送Meet消息，表示自己是新加入的成員。

老成員收到Meet消息后，在沒有故障的情況下會恢復(fù)PONG消息，表示歡迎新結(jié)點的加入，除了第一次發(fā)送Meet消息后，之后都會發(fā)送定期PING消息，實現(xiàn)節(jié)點之間的通信。

通信的過程中會為每一個通信的節(jié)點開通一條tcp通道，之后就是定時任務(wù)，不斷的向其它節(jié)點發(fā)送PING消息，這樣做的目的就是為了了解節(jié)點之間的元數(shù)據(jù)存儲情況，以及健康狀況，以便即使發(fā)現(xiàn)問題。

數(shù)據(jù)請求

上面說到了槽信息，在Redis的底層維護了unsigned char myslots[CLUSTER_SLOTS/8]一個數(shù)組存放每個節(jié)點的槽信息。

因為他是一個二進制數(shù)組，只有存儲0和1值，如下圖所示：

這樣數(shù)組只表示自己是否存儲對應(yīng)的槽數(shù)據(jù)，若是1表示存在該數(shù)據(jù)，0表示不存在該數(shù)據(jù)，這樣查詢的效率就會非常的高，類似于布隆過濾器，二進制存儲。

比如：集群節(jié)點1負責(zé)存儲0-5000的槽數(shù)據(jù)，但是此時只有0、1、2存儲有數(shù)據(jù)，其它的槽還沒有存數(shù)據(jù)，所以0、1、2對應(yīng)的值為1。

并且，每個redis底層還維護了一個clusterNode數(shù)組，大小也是16384，用于儲存負責(zé)對應(yīng)槽的節(jié)點的ip、端口等信息，這樣每一個節(jié)點就維護了其它節(jié)點的元數(shù)據(jù)信息，便于及時的找到對應(yīng)的節(jié)點。

當(dāng)新結(jié)點加入或者節(jié)點收縮，通過PING命令通信，及時的更新自己clusterNode數(shù)組中的元數(shù)據(jù)信息，這樣有請求過來也就能及時的找到對應(yīng)的節(jié)點。

有兩種其它的情況就是，若是請求過來發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)發(fā)生了遷移，比如新節(jié)點加入，會使舊的緩存節(jié)點數(shù)據(jù)遷移到新結(jié)點。

請求過來發(fā)現(xiàn)舊節(jié)點已經(jīng)發(fā)生了數(shù)據(jù)遷移并且數(shù)據(jù)被遷移到新結(jié)點，由于每個節(jié)點都有clusterNode信息，通過該信息的ip和端口。此時舊節(jié)點就會向客戶端發(fā)一個MOVED 的重定向請求，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)遷移到新結(jié)點上，你要訪問這個新結(jié)點的ip和端口就能拿到數(shù)據(jù)，這樣就能重新獲取到數(shù)據(jù)。

倘若正在發(fā)正數(shù)據(jù)遷移呢？舊節(jié)點就會向客戶端發(fā)送一個ASK 重定向請求，并返回給客戶端遷移的目標(biāo)節(jié)點的ip和端口，這樣也能獲取到數(shù)據(jù)。

擴容和收縮

擴容和收縮也就是節(jié)點的上線和下線，可能節(jié)點發(fā)生故障了，故障自動回復(fù)的過程（節(jié)點收縮）。

節(jié)點的收縮和擴容時，會重新計算每一個節(jié)點負責(zé)的槽范圍，并發(fā)根據(jù)虛擬槽算法，將對應(yīng)的數(shù)據(jù)更新到對應(yīng)的節(jié)點。

還有前面的講的新加入的節(jié)點會首先發(fā)送Meet消息，詳細可以查看前面講的內(nèi)容，基本一樣的模式。

以及發(fā)生故障后，哨兵老大節(jié)點的選舉，master節(jié)點的重新選舉，slave怎樣晉升為master節(jié)點，可以查看前面哨兵模式選舉過程。

優(yōu)點

集群模式是一個無中心的架構(gòu)模式，將數(shù)據(jù)進行分片，分布到對應(yīng)的槽中，每個節(jié)點存儲不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過路由能夠找到對應(yīng)的節(jié)點負責(zé)存儲的槽，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的查詢。

并且集群模式增加了橫向和縱向的擴展能力，實現(xiàn)節(jié)點加入和收縮，集群模式是哨兵的升級版，哨兵的優(yōu)點集群都有。

缺點

緩存的最大問題就是帶來數(shù)據(jù)一致性問題，在平衡數(shù)據(jù)一致性的問題時，兼顧性能與業(yè)務(wù)要求，大多數(shù)都是以最終一致性的方案進行解決，而不是強一致性。

并且集群模式帶來節(jié)點數(shù)量的劇增，一個集群模式最少要6臺機，因為要滿足半數(shù)原則的選舉方式，所以也帶來了架構(gòu)的復(fù)雜性。

slave只充當(dāng)冷備，并不能緩解master的讀的壓力。

實操搭建

集群模式的部署比較簡單，只要在redis.conf加入下面的配置信息即可：

port6379#本示例6個節(jié)點端口分別為6379、6380、6381、6382、6383、6384 daemonizeyes#r后臺運行 pidfile/var/run/redis_6379.pid#分別對應(yīng)6379、6380、6381、6382、6383、6384 cluster-enabledyes#開啟集群模式 masterauth123456#如果設(shè)置了密碼，需要指定master密碼 cluster-config-filenodes_6379.conf#集群的配置文件，同樣對應(yīng)6379、6380、6381、6382、6383、6384六個節(jié)點 cluster-node-timeout10000#請求超時時間

同時開啟這六個實例，通過下面的命令將這六個實例以集群的方式運行

./redis-cli--clustercreate--cluster-replicas1127.0.0.1:6379127.0.0.1:6380127.0.0.1:6381127.0.0.1:6382127.0.0.1:6383127.0.0.1:6384-a123456

這樣就實現(xiàn)了集群的搭建，好了這一期就完成了，看了一下字數(shù)一共1.7W字，原創(chuàng)不易，看完點個在看和分享，不要白嫖我，傳承中華民族的良好美德。

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責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：一文把 Redis 主從復(fù)制、哨兵、Cluster 三種模式摸透

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